混合動力汽車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混合動力汽車，詳細而言，涉及具備發動機、行星齒輪、第一、第二電動機、蓄電池、電容器及繼電器的混合動力汽車。
【背景技術】
[0002]以往，作為這種混合動力汽車，提出了具備發動機、行星齒輪、第一、第二電動機、蓄電池、電容器及SMR(System Main Relay:系統主繼電器)的結構(例如，參照專利文獻I)。在此，在行星齒輪的太陽輪上連接有第一電動機的轉子。在行星齒輪的行星輪架上連接有發動機的曲軸。在行星齒輪的齒圈上連接有與驅動輪連結的驅動軸。第二電動機的轉子與驅動軸連接。電容器安裝在將第一、第二電動機與蓄電池連接的電力線上。繼電器設置在電力線的比電容器靠蓄電池側處。在該混合動力汽車中，在蓄電池異常時，將SMR斷開而執行無電池行駛。在無電池行駛時，首先，設定用于將電力線的電壓控制成電壓指令值的第一、第二電動機的輸出轉矩(電力控制轉矩)。接著，根據以保留輸出電力控制轉矩的余地的方式設定的第一、第二電動機的轉矩上下限范圍，來設定驅動軸能夠產生的驅動轉矩的轉矩上下限范圍。然后，在轉矩上下限范圍內以使驅動軸產生最接近要求轉矩的轉矩的方式設定第一、第二電動機的轉矩指令值，使用這些轉矩指令值來控制第一、第二電動機。通過這樣的控制，將第一、第二電動機的驅動所使用的直流電壓控制成恒定，并且確保了車輛行駛用的要求轉矩。
【發明內容】
[0003]發明要解決的課題
[0004]在上述的混合動力汽車中，在將SMR斷開時發動機的運轉停止的情況下，無法使第一、第二電動機的直流電壓恒定，無法充分繼續行駛。因此，雖然要求能夠使發動機運轉，但是如何使發動機起動成為課題。
[0005]本發明的混合動力汽車的主要目的是在通過繼電器解除了第一、第二電動機與蓄電池的連接時發動機的運轉停止的情況下，能夠使發動機運轉。
[0006]用于解決課題的手段
[0007]本發明的混合動力汽車為了實現上述的主要目的而采用以下的手段。
[0008]本發明的混合動力汽車具備:
[0009]發動機；
[0010]第一電動機，能夠被輸入動力且能夠輸出動力；
[0011]行星齒輪，其三個旋轉要素以在共線圖中按照所述第一電動機的旋轉軸、所述發動機的輸出軸、連結于驅動輪的驅動軸的順序排列的方式與所述旋轉軸、所述輸出軸、所述驅動軸連接；
[0012]第二電動機，能夠被從所述驅動軸輸入動力且能夠向所述驅動軸輸出動力；
[0013]蓄電池；
[0014]電容器，安裝于將所述第一、第二電動機與所述蓄電池連接的電力線；
[0015]繼電器，設于所述電力線的比所述電容器靠所述蓄電池側處;及
[0016]控制單元，以在通過所述繼電器將所述第一、第二電動機與所述蓄電池連接后的狀態下以要求轉矩進行行駛的方式控制所述發動機和所述第一、第二電動機，
[0017]所述混合動力汽車的特征在于，
[0018]所述控制單元是在通過所述繼電器將所述第一、第二電動機與所述蓄電池的連接解除后的無電池時所述發動機的運轉停止的情況下，執行如下的規定起動控制的單元:以通過所述第一電動機使所述發動機起轉而起動的方式控制所述發動機和所述第一電動機，并且以使所述電容器的電壓成為目標電壓的方式控制所述第二電動機。
[0019]在本發明的混合動力汽車中，以在通過繼電器將第一、第二電動機與蓄電池連接后的狀態下以要求轉矩進行行駛的方式控制發動機和第一、第二電動機。并且，在通過繼電器解除了第一、第二電動機與蓄電池的連接的無電池時發動機的運轉停止的情況下，執行規定起動控制。在此，規定起動控制是以通過第一電動機使發動機起轉而起動的方式控制發動機和第一電動機并且以使電容器的電壓成為目標電壓的方式控制第二電動機的控制。通過該規定起動控制的執行，能夠一邊使電容器的電壓在目標電壓附近推移，一邊通過第一電動機使發動機起轉而起動(使運轉開始)。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示作為本發明的一實施例的混合動力汽車20的結構的概略的結構圖。
[0021 ]圖2是表示包含電動機MGl、MG2的電機驅動系統的結構的概略的結構圖。
[0022]圖3是表示通過實施例的HVE⑶70執行的無電池時控制例程的一例的流程圖。
[0023]圖4是表示要求轉矩設定用映射的一例的說明圖。
[0024]圖5是表示行星齒輪30的旋轉要素的轉速與轉矩的力學性的關系的共線圖的一例的說明圖。
[0025]圖6是示意性地說明在發動機22的運轉停止中向無電池轉變時的電動機MGl、MG2的轉矩Tml、Tm2、驅動電壓系統電力線54a的電壓VH的時間變化的情況的說明圖。
【具體實施方式】
[0026]接下來，使用實施例，說明用于實施本發明的方式。
[0027]圖1是表示作為本發明的一實施例的混合動力汽車20的結構的概略的結構圖，圖2是表示包含電動機MGl、MG2的電機驅動系統的結構的概略的結構圖。如圖1所示，實施例的混合動力汽車20具備發動機22、行星齒輪30、電動機MGl、MG2、逆變器41、42、升壓轉換器55、蓄電池50、系統主繼電器56、混合動力用電子控制單元(以下，稱為HVE⑶)70。
[0028]發動機22構成為以汽油或輕油等為燃料而輸出動力的內燃機。該發動機22由發動機用電子控制單元(以下，稱為發動機ECU)24進行運轉控制。
[0029]雖然未圖示，但是發動機ECU24構成為以CPU為中心的微處理器，除了CPU之外，還具備存儲處理程序的ROM或暫時存儲數據的RAM、輸入輸出端口、通信端口。對發動機22進行運轉控制所需的來自各種傳感器的信號，例如來自檢測曲軸26的旋轉位置的曲軸位置傳感器23的曲軸角Θ cr等經由輸入端口向發動機E⑶24輸入。而且，從發動機ECU24經由輸出端口輸出用于對發動機22進行運轉控制的各種控制信號，例如向調節節氣門的位置的節氣門電動機的驅動信號、向燃料噴射閥的驅動信號、向與點火器一體化的點火線圈的控制信號等。發動機ECU24經由通信端口而與HVECU70連接，通過來自HVE⑶70的控制信號對發動機22進行運轉控制，并根據需要向HVECU70輸出與發動機22的運轉狀態相關的數據。需要說明的是，發動機ECU24基于由曲軸位置傳感器23檢測到的曲軸角0cr來運算曲軸26的轉速即發動機22的轉速Ne。
[0030]行星齒輪30構成為單小齒輪式的行星齒輪機構。在行星齒輪30的太陽輪上連接有電動機MGl的轉子。在行星齒輪30的齒圈上連接有經由差動齒輪37與驅動輪38a、38b連結的驅動軸36。在行星齒輪30的行星輪架上連接有發動機22的曲軸26。
[0031]電動機MGl構成為同步發電電動機，具有埋入了永久磁鐵的轉子和卷繞有三相線圈的定子，如上所述，轉子與行星齒輪30的太陽輪連接。電動機MG2構成為與電動機MGl同樣的同步發電電動機，轉子與驅動軸36連接。
[0032]如圖1、圖2所示，逆變器41與驅動電壓系統電力線54a連接。該逆變器41具有6個晶體管Tll?T16和與晶體管Tll?T16反向地并聯連接的6個二極管Dll?D16。晶體管Tll?T16以分別相對于驅動電壓系統電力線54a的正極母線和負極母線而成為源極側和漏極(sink)側的方式各2個地成對配置。而且，在晶體管Tll?T16的成對的晶體管彼此的連接點上分別連接電動機MG I的三相線圈(U相、V相、W相)。因此，在電壓作用于逆變器41時，通過電動機用電子控制單元(以下，稱為電動機ECU)40，調節成對的晶體管Tl I?T16的接通時間的比例，由此在三相線圈形成旋轉磁場，從而驅動電動機MGl旋轉。
[0033]逆變器42與逆變器41 一樣，具有6個晶體管T21?T26和6個二極管D21?D26。并且，在電壓作用于逆變器42時，通過電動機ECU40來調節成對的晶體管T21?T26的接通時間的比例，由此在三相線圈形成旋轉磁場，從而驅動電動機MG2旋轉。
[0034]升壓轉換器55與連接有逆變器41、42的驅動電壓系統電力線54a和連接有蓄電池50的電池電壓系統電力線54b連接，將驅動電壓系統電力線54a的電壓在電池電壓系統電力線54b的電壓VL以上且容許上限電壓VHmax以下的范圍內進行調節。該升壓轉換器55具有2個晶體管T31、T32、與晶體管T31、T32反向地并聯連接的2個二極管D31、D32、電抗器LI。晶體管T31與驅動電壓系統電力線54a的正極母線連接。晶體管T32